DE102019132489A1

DE102019132489A1 - Verfahren zur Sauerstoffmessung sowie Vorrichtung zur Sauerstoffmessung

Info

Publication number: DE102019132489A1
Application number: DE102019132489.0A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Zeun; Ronny Michael
Original assignee: Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2021-06-02
Also published as: US11525781B2; US20210164903A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messverfahren zur Messung von gelöstem Sauerstoff. Das Messverfahren umfasst die folgenden Schritte:- Mindestens einmaliges Durchlaufen eines ersten Messablaufs, wobei der erste Messablauf die folgenden Schritte umfasst:• Emittieren eines ersten Stimulationssignals (S1) durch die Lichtquelle (21) auf die sensitive Schicht (22) für eine erste Zeitspanne (T1),• Detektieren eines von der sensitiven Schicht (22) emittierten ersten Detektionssignals (D1) durch den Detektor (23),• Ermitteln einer Phasenverschiebung zwischen dem ersten Stimulationssignal (S1) und dem ersten Detektionssignal (D1),• Errechnen eines ersten Messwerts basierend auf der ermittelten Phasenverschiebung,- Mindestens einmaliges Durchlaufen eines zweiten Messablaufs, wobei der zweite Messablauf die folgenden Schritte umfasst:• Emittieren eines zweiten Stimulationssignals (S2) durch die Lichtquelle (21) auf die sensitive Schicht (22) für eine zweite Zeitspanne (T2), wobei das zweite Stimulationssignal (S2) vom ersten Stimulationssignal (S1) verschieden ist,• Detektieren eines von der sensitiven Schicht (22) emittierten zweiten Detektionssignals (D2) durch den Detektor (23),• Ermitteln einer Abklingzeit (T3) des zweiten Detektionssignals (D2),• Errechnen eines zweiten Messwerts basierend auf der Abklingzeit,- Vergleichen des durch den ersten Messablauf ermittelten ersten Messwerts mit dem durch den zweiten Messablauf ermittelten zweiten Messwert,- Korrigieren des ersten Messwerts, falls eine Differenz zwischen dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert größer als ein erster Grenzwert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sauerstoffmessung sowie eine Vorrichtung zur Sauerstoffmessung.
In der Analysemesstechnik, insbesondere im Bereich der Wasserwirtschaft, der Umweltanalytik, im industriellen Bereich, zum Beispiel in der Lebensmitteltechnik, der Biotechnologie und der Pharmazie, sowie für verschiedenste Laboranwendungen sind Messgrößen wie der pH-Wert, die Leitfähigkeit, oder auch die Konzentration von Analyten, wie beispielsweise Ionen oder gelösten Gasen in einem gasförmigen oder flüssigen Messmedium von großer Bedeutung. Diese Messgrößen können beispielsweise mittels elektrochemischer Sensoren erfasst und/oder überwacht werden, wie zum Beispiel potentiometrische, amperometrische, voltammetrische, coulometrische, optische Sensoren, oder auch Leitfähigkeitssensoren.
Im Gebiet der Gelöst-Sauerstoffmessung werden meistens optische Sensoren eingesetzt. Hierbei ist es wichtig, dass der gelöste Sauerstoffgehalt möglichst genau und möglichst schnell, d. h. dass eine Änderung des Sauerstoffgehalts möglichst ohne Zeitverzug gemessen wird.
Ein beliebtes Messprinzip zur Messung von gelöstem Sauerstoff basiert auf der Messung einer Phasendifferenz zwischen einem Stimulationssignal und einem sauerstoffabhängigen Antwortsignal eines vom Stimulationssignal stimulierten fluoreszenten Spots.
Jedoch hat dieses Messprinzip den Nachteil, dass bei starker Phasenverschiebung, d. h. einer Phasenverschiebung größer 2π bzw. 360° eine Verwechslungsgefahr mit einer schwachen Phasenverschiebung auftritt, was eine Fehlmessung des gelösten Sauerstoffs zur Folge hat.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Messverfahren bereitzustellen, welches eine genaue und schnelle Messung von gelöstem Sauerstoff ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Messverfahren gemäß Anspruch 1.
Das erfindungsgemäße Messverfahren zur Messung von gelöstem Sauerstoff umfasst zumindest die folgenden Schritte:

- Bereitstellen einer Vorrichtung zum Messen von gelöstem Sauerstoff mit einem optischen Sensor einer Recheneinheit welche mit dem optischen Sensor verbunden ist, wobei der optische Sensor eine Lichtquelle, eine sensitive Schicht und einen Detektor aufweist,
- Mindestens einmaliges Durchlaufen eines ersten Messablaufs, wobei der erste Messablauf die folgenden Schritte umfasst:
- • Emittieren eines ersten Stimulationssignals durch die Lichtquelle auf die sensitive Schicht für eine erste Zeitspanne,
- • Detektieren eines von der sensitiven Schicht emittierten ersten Detektionssignals durch den Detektor,
- • Ermitteln einer Phasenverschiebung zwischen dem ersten Stimulationssignal und dem ersten Detektionssignal,
- • Errechnen eines ersten Messwerts basierend auf der ermittelten Phasenverschiebung,
- Mindestens einmaliges Durchlaufen eines zweiten Messablaufs, wobei der zweite Messablauf die folgenden Schritte umfasst:
- • Emittieren eines zweiten Stimulationssignals durch die Lichtquelle auf die sensitive Schicht für eine zweite Zeitspanne, wobei das zweite Stimulationssignal vom ersten Stimulationssignal verschieden ist,
- • Detektieren eines von der sensitiven Schicht emittierten zweiten Detektionssignals durch den Detektor,
- • Ermitteln einer Abklingzeit des zweiten Detektionssignals,
- • Errechnen eines zweiten Messwerts basierend auf der Abklingzeit,
- Vergleichen des durch den ersten Messablauf ermittelten ersten Messwert mit dem durch den zweiten Messablauf ermittelten zweiten Messwert,
- Korrigieren des ersten Messwerts, falls eine Differenz zwischen dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert größer als ein erster Grenzwert ist.

Anhand des erfindungsgemäßen Messverfahrens wird ermöglicht, dass die Messung von gelöstem Sauerstoff genauer, sicherer und zuverlässiger erfolgt. Somit wird die Qualität des Messwertes erhöht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Korrektur des ersten Messwerts das Errechnen des korrigierten ersten Messwerts basierend auf einer korrigierten Phasenverschiebung. Die korrigierte Phasenverschiebung entspricht einer Phasenverschiebung, welche verglichen zur gemessenen Phasenverschiebung um 360° verschoben ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden der erste Messablauf und der zweite Messablauf mehrmals durchlaufen. Der zweite Messablauf wird häufiger als der erste Messablauf durchlaufen, wenn der erste Messwert und/oder der zweite Messwert einen zweiten Grenzwert übersteigen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Grenzwert ein vorbestimmter Partialdruckwert, vorzugsweise ein Partialdruckwert von 500 hPa.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung einen Temperatursensor, welcher mit der Recheneinheit verbunden ist. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Ermittelns einer Temperatur des Messmediums. Der zweite Grenzwert ist ein vorbestimmter Temperatur-Wert, vorzugsweise beträgt der Temperatur-Wert 50°C.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden der erste Messablauf und der zweite Messablauf mehrmals durchlaufen. Der erste Messablauf wird häufiger als der zweite Messablauf durchlaufen, wenn der erste Messwert und/oder der zweite Messwert einen dritten Grenzwert unterschreiten.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der dritte Grenzwert ein vorbestimmter Sauerstoffbezogener-Grenzwert, beispielsweise ein Partialdruckwert von zum Beispiel 100 hPa.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der erste Messablauf vor dem Schritt des Ermittelns einer Phasenverschiebung einen Schritt des Filterns des ersten Detektionssignals. Das Filtern umfasst eine Lock-in-Filterung.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zum Messen von gelöstem Sauerstoff und umfasst einen optischen Sensor und eine Recheneinheit. Die Recheneinheit ist mit dem optischen Sensor verbunden. Der optische Sensor weist eine Lichtquelle, eine sensitive Schicht und einen Detektor auf. Die Vorrichtung ist dazu geeignet, das Messverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der optische Sensor einen Temperatursensor auf und ist mit der Recheneinheit verbunden. Der Temperatursensor ist dazu geeignet, eine Temperatur des Messmediums zu ermitteln.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen:

- 1: eine schematische Darstellung einer Messvorrichtung zum Messen von gelöstem Sauerstoff,
- 2: eine beispielhafte schematische Darstellung eines Verlaufs von Stimulationssignalen und Detektionssignalen zur Ermittlung der Phasenverschiebung sowie der Abklingzeit.

1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Messen von gelöstem Sauerstoff. Die Vorrichtung 1 weist einen optischen Sensor 2 sowie eine Recheneinheit 3 auf. Der optische Sensor 2 ist mit der Recheneinheit 3 verbunden. In einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform ist die Recheneinheit 3 in dem optischen Sensor 2 integriert.
Der optische Sensor 2 umfasst eine Lichtquelle 21, eine sensitive Schicht 22 und einen Detektor 23. In der in 1 dargestellten Ausführungsform weist der optische Sensor 2 zusätzlich einen Temperatursensor 24 auf.
Die Lichtquelle 21 ist beispielsweise eine LED. Die Lichtquelle 21 ist dazu geeignet, ein Stimulationssignal S1, S2, zum Beispiel in Form eines Lichtsignals derart zu emittieren, dass dieses Stimulationssignal S1, S2 auf die sensitive Schicht 22 trifft. Das Stimulationssignal S1, S2 ist in 1 durch die gestrichelte Linie zwischen der Lichtquelle 21 und der sensitiven Schicht 22 illustriert. Das Stimulationssignal S1, S2 ist dazu bestimmt, die sensitive Schicht 22 zu stimulieren. Das Stimulationssignal S1, S2 hat zum Beispiel eine Frequenz zwischen 500 Hz und 10 kHz, vorzugsweise von 4 kHz.
Die sensitive Schicht 22 ist für bestimmte Analyten sensitiv. D.h. die sensitive Schicht 22 verändert ihre physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften, wenn die sensitive Schicht 22 mit bestimmten Analyten in Kontakt kommt. Die sensitive Schicht 22 weist Fluorophore auf. Wenn die sensitive Schicht 22 mit Licht bestrahlt wird, emittiert die sensitive Schicht 22 ein Detektionssignal D1, D2. Das Detektionssignal D1, D2 ist in 1 durch die gestrichelte Linie zwischen der sensitiven Schicht 22 und dem Detektor 23 illustriert. Das Detektionssignal D1, D2 ist dazu bestimmt, von dem Detektor 23 detektiert zu werden. Das Detektionssignal D1, D2 hat zum Beispiel eine Wellenlänge zwischen 500 nm und 900 nm, vorzugsweise von 700 nm.
Der Detektor 23 ist im optischen Sensor 2 derart angeordnet, dass der Detektor 23 dazu geeignet ist, das von der sensitiven Schicht 22 emittierte Detektionssignal D1, D2 zu detektieren. Zur Signalfilterung kann noch ein optischer Filter vor dem Detektor 23 montiert werden oder im Detektor 23 integriert sein. Somit ist es möglich, nur das Stimulationssignal S1, S2 mit einer bestimmten Wellenlänge zu detektieren. Ein von außen in den Sensor 2 eindringendes parasitäres Licht kann somit gefiltert werden.
Der Temperatursensor 24 ist mit der Recheneinheit 3 verbunden. In 1 ist der Temperatursensor 24 im Inneren des optischen Sensors 2 angeordnet. In einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform kann der Temperatursensor 24 jedoch auch derart angeordnet sein, dass er dazu geeignet ist, direkt mit dem Messmedium in Kontakt zu kommen.
Im Folgenden wird das Messverfahren zur Messung von gelöstem Sauerstoff beschrieben:

In einem ersten Schritt wird die oben beschriebene Vorrichtung 1 bereitgestellt. Dies bedeutet, dass die Vorrichtung 1 dazu bereit ist, in einem Messmedium den gelösten Sauerstoff zu messen. Zum Beispiel kann in Luft oder in Wasser gemessen werden.

In einem nächsten Schritt wird ein erster Messablauf zumindest einmal durchlaufen.
Der erste Messablauf umfasst das Emittieren eines ersten Stimulationssignals S1 durch die Lichtquelle 21. Das erste Stimulationssignal S1 wird derart emittiert, dass die sensitive Schicht 22 durch das erste Stimulationssignal S1 stimuliert wird. Das erste Stimulationssignal S1 wird für eine erste Zeitspanne T1 von der Lichtquelle 21 emittiert. Beispielsweise beträgt die erste Zeitspanne T1 mehr als 2 ms. Das Stimulationssignal S1 kann auch ein Dauersignal sein. Beispielsweise weist das erste Stimulationssignal S1 eine Frequenz von 4 kHz auf. In einer Ausführungsform weist das Stimulationssignal S1 eine Wellenlänge zwischen 600 nm und 700 nm auf.
Aufgrund der Stimulation durch das erste Stimulationssignal S1 emittiert die sensitive Schicht 22 ein erstes Detektionssignal D1. Dieses erste Detektionssignal D1 ist abhängig von dem im Messmedium gelösten Sauerstoff. Bei einem hohen Sauerstoffgehalt im Messmedium und somit auch in der sensitiven Schicht 22, wird das erste Detektionssignal D1 schwächer. Dieser Vorgang wird auch Quenching genannt.
Der erste Messablauf umfasst anschließend das Detektieren des von der sensitiven Schicht 22 emittierten ersten Detektionssignals D1 durch den Detektor 23.
Optional umfasst der erste Messablauf einen Schritt des Filterns des ersten Detektionssignals D1. Das erste Detektionssignal D1 wird beispielsweise durch eine Lock-in-Filterung gefiltert.
Der erste Messablauf umfasst dann das Ermitteln einer Phasenverschiebung phi zwischen dem ersten Stimulationssignal S1 und dem ersten Detektionssignal D1.
Der erste Messablauf umfasst als nächstes einen Schritt des Errechnens eines ersten Messwerts basierend auf der ermittelten Phasenverschiebung phi. Der erste Messwert stellt einen sauerstoffbezogenen Parameter dar. Zum Beispiel ist der erste Messwert ein Partialdruckwert.
Das Messverfahren umfasst des Weiteren ein Durchlaufen eines zweiten Messablaufs, welches mindestens einmal durchlaufen wird.
Der zweite Messablauf umfasst das Emittieren eines zweiten Stimulationssignals S2 durch die Lichtquelle 21. Das zweite Stimulationssignal S2 wird derart emittiert, dass die sensitive Schicht 22 durch das zweite Stimulationssignal S2 stimuliert wird. Das zweite Stimulationssignal S2 wird für eine zweite Zeitspanne T2 von der Lichtquelle 21 emittiert. Beispielsweise beträgt die zweite Zeitspanne T2 weniger als 10 ms, vorzugsweise zwischen 1 und 100 ms. Das zweite Stimulationssignal S2 ist von dem ersten Stimulationssignal S1 verschieden. Beispielsweise ist das zweite Stimulationssignal S2 ein Impulssignal.
Aufgrund der Stimulation durch das zweite Stimulationssignal S2 emittiert die sensitive Schicht 22 ein zweites Detektionssignal D2. Dieses zweite Detektionssignal D2 ist abhängig von dem im Messmedium gelösten Sauerstoff. Bei einem hohen Sauerstoffgehalt im Messmedium und somit auch in der sensitiven Schicht 22, wird das zweite Detektionssignal D2 schwächer. In anderen Worten wird das „Nachleuchten“ der sensitiven Schicht 22 ausgewertet. Anhand der fallenden Kurve des zweiten Detektionssignals D2 wird ein bestimmter Intensitätswert, auch Tau genannt, ermittelt.
Der zweite Messablauf umfasst anschließend das Detektieren des von der sensitiven Schicht 22 emittierten zweiten Detektionssignals D2 durch den Detektor 23.
Der zweite Messablauf umfasst des Weiteren einen Schritt des Ermittelns einer Abklingzeit T3 des zweiten Detektionssignals D2. Die Abklingzeit wird aus dem Signalverlauf des zweiten Detektionssignals D2 bestimmt. Beispielsweise wird die Steigung des zweiten Detektionssignals D2 zur Ermittlung der Abklingzeit T3 verwendet. Die Abklingzeit T3 berechnet sich zum Beispiel ab dem Zeitpunkt, bei welchem das zweite Stimulationssignal S2 abgeschaltet wurde bis zu dem Zeitpunkt, bei welchem die Steigung des zweiten Detektionssignals D2 kleiner 50 % ist, vorzugsweise gleich 33 % ist.
Der zweite Messablauf umfasst des Weiteren einen Schritt des Errechnens eines zweiten Messwerts basierend auf der Abklingzeit. Je kürzer die Abklingzeit wird, desto mehr Sauerstoff ist im Messmedium gelöst.
Ein Vorteil des zweiten Messablaufs ist, dass nur ein sehr kurzer Impuls zur Stimulation der sensitive Schicht 22 ausreicht, wodurch die Lebenszeit der sensitiven Schicht 22 wenig beeinträchtig wird, sowie gleichzeitig eine geringe Energie aufgebracht werden muss, um das erste Stimulationssignal S1 während eines kurzen Impuls zu emittieren.
In einem weiteren Schritt des Messverfahrens wird der durch den ersten Messablauf ermittelte erste Messwert mit dem durch den zweiten Messablauf ermittelten zweiten Messwert verglichen. Dieser Vergleich geschieht in der Recheneinheit 3.
In einem nächsten Schritt des Messverfahrens wird der erste Messwert korrigiert, falls eine Differenz zwischen dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert größer als ein erster Grenzwert ist. Der erste Grenzwert ist also eine maximal erlaubte Differenz zwischen dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert. Beispielsweise beträgt die maximal erlaubte Differenz, d. h. der erste Grenzwert, 10 % des höheren der beiden Messwerte.
Der Schritt der Korrektur des ersten Messwerts umfasst das Errechnen eines korrigierten ersten Messwerts basierend auf einer korrigierten Phasenverschiebung. Die korrigierte Phasenverschiebung ist eine Phasenverschiebung, welche verglichen zur gemessenen Phasenverschiebung phi um 360° verschoben ist.
Bei der Korrektur wird die gemessene Phasenverschiebung phi erst um +360° verschoben. Dann wird ein korrigierter erster Messwert berechnet, welcher mit dem zweiten Messwert verglichen wird. Wenn nach diesem Vergleich die Differenz der beiden Messwerte noch größer ist, als bei den nicht korrigierten Messwerten bzw. Phasenverschiebungen, wird die Korrektur der gemessenen Phasenverschiebung phi erneut, aber mit -360° durchgeführt. Nach dieser Korrektur ist bei erneuter Berechnung des korrigierten ersten Messwerts und erneutem Vergleichen der Messwerte mit einer geringeren Differenz als die Differenz der nicht korrigierten Messwerte zu rechnen.
Der erste Messablauf und der zweite Messablauf werden mehrmals durchlaufen.
Der zweite Messablauf wird häufiger als der erste Messablauf durchlaufen, wenn der erste Messwert und/oder der zweite Messwert einen zweiten Grenzwert übersteigen. Der zweite Grenzwert ist ein vorbestimmter Sauerstoffbezogener-Grenzwert. Beispielsweise ist der zweite Grenzwert ein Sauerstoffkonzentrationswert, ein Partialdruckwert oder ein Sättigungswert. Der zweite Grenzwert ist vorzugsweise ein Partialdruckwert von 500 hPa.
Der erste Messablauf wird häufiger als der zweite Messablauf durchlaufen, wenn der erste Messwert und/oder der zweite Messwert einen dritten Grenzwert unterschreiten. Der dritte Grenzwert ist ein vorbestimmter Sauerstoffbezogener-Grenzwert. Beispielsweise ist der dritte Grenzwert ein Sauerstoffkonzentrationswert, ein Partialdruckwert oder ein Sättigungswert. Vorzugsweise ist der dritte Grenzwert ein Partialdruckwert von 100 hPa. Es können auch Sauerstoffkonzentrationswerte oder Sättigungswerte basierend vom Partialdruckwert unter Berücksichtigung der im Medium herrschenden Temperatur ermittelt werden.
Optional umfasst das Messverfahren einen Schritt des Ermittelns einer Temperatur des Messmediums durch den Temperatursensor 24. In diesem Fall wird der zweite Messablauf häufiger als der erste Messablauf durchlaufen, falls ein vorbestimmter Temperatur-Wert überschritten wird und/oder der vorbestimmte sauerstoffbezogene Grenzwert überschritten wird. Der tempertaurbezogene Grenzwert ist beispielsweise 50°C.
Falls weder der zweite Grenzwert noch der dritte Grenzwert überschritten bzw. unterschritten wird, werden beide Messabläufe gleich oft, zum Beispiel im Wechsel ausgeführt. Es ist anzumerken, dass für gewöhnlich die zwei Messwerte, welche durch die zwei verschiedenen Messabläufe ermittelt werden, in einem normalen Messbereich mit einem Partialdruck von 50 hPa bis 300 hPa vergleichbare Werte aufweisen.
Es ist auch möglich, falls weder der zweite Grenzwert noch der dritte Grenzwert überschritten bzw. unterschritten wird, einem Messablauf den Vorrang zu geben, um zum Beispiel Energie zu sparen. So kann in diesem Fall zum Beispiel das zweite Messablauf doppelt so oft wie der erste Messablauf ausgeführt werden.
Der optische Sensor 2 ist derart konzipiert, dass beim zweiten Messablauf, die Lichtquelle 21 sehr schnell deaktiviert werden kann und der Detektor 23 das abklingende zweite Detektionssignal D2 zeitnah zum Abschaltzeitpunkt des zweiten Stimulationssignals S2 detektieren kann. Zum Beispiel wird ein schneller Analog-Digital-Wandler verwendet.
Beim Über- bzw. Unterschreiten eines der drei Grenzwerte, kann ein Warnsignal über eine Ausgabeeinheit (nicht dargestellt) an einen Benutzer ausgegeben werden.
Als Treiber für die Lichtquelle 21 wird vorzugsweise eine spannungsgesteuerte Stromquelle verwendet. Damit kann sowohl einen Lichtpuls für das zweite Stimulationssignal S2 des zweiten Messablaufs, als auch ein Sinussignal für das erste Stimulationssignal S1 des ersten Messablaufs erzeugt werden.
Zudem werden im Detektor 23 vorzugsweise alle Kapazitäten so klein gewählt, dass eine nötige Bandbreite zur Filterung des zweiten Detektionssignal D2 möglich ist.
Eine Zeitkonstante der Filter (RC-Glied) im optischen Sensor 2 muss viel kleiner als die Abklingzeit sein, damit schnelle Abklingkurven nicht beeinflusst werden.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform weist der optische Sensor 2 zwei getrennte Messkanäle zur Erhöhung der Messsicherheit auf. Dies bedeutet, dass zwei Lichtquellen 21 und zwei Detektoren 23 im optischen Sensor 2 angeordnet sind. So ist es möglich, das Messverfahren parallel auszuführen.
Der Temperatursensor kann zur Kompensation der Temperatur im Detektionssignal D1, D2 verwendet werden.
In einer Ausführungsform wird eine Wichtung des ersten Messwerts und des zweiten Messwerts für eine Berechnung eines Gesamtmesswertes benutzt. Die Berechnung des Gesamtmesswerts erfolgt allerdings nur, wenn der erste Messwert und der zweite Messwert dicht beieinander liegen.
Das oben beschriebene Verfahren eignet sich auch zur Messung andere Parameter für die Flüssigkeitsanalyse als gelöstem Sauerstoff, vorausgesetzt, der erste Messablauf und der zweite Messablauf ermöglichen diesen Parameter zu messen.

Claims

Messverfahren zur Messung von gelöstem Sauerstoff umfassend zumindest die folgenden Schritte: - Bereitstellen einer Vorrichtung (1) zum Messen von gelöstem Sauerstoff mit einem optischen Sensor (2) einer Recheneinheit (3) welche mit dem optischen Sensor (2) verbunden ist, wobei der optische Sensor (2) eine Lichtquelle (21), eine sensitive Schicht (22) und einen Detektor (23) aufweist, - Mindestens einmaliges Durchlaufen eines ersten Messablaufs, wobei der erste Messablauf die folgenden Schritte umfasst: ◯ Emittieren eines ersten Stimulationssignals (S1) durch die Lichtquelle (21) auf die sensitive Schicht (22) für eine erste Zeitspanne (T1), o Detektieren eines von der sensitiven Schicht (22) emittierten ersten Detektionssignals (D1) durch den Detektor (23), ◯ Ermitteln einer Phasenverschiebung (phi) zwischen dem ersten Stimulationssignal (S1) und dem ersten Detektionssignal (D1), ◯ Errechnen eines ersten Messwerts basierend auf der ermittelten Phasenverschiebung (phi), - Mindestens einmaliges Durchlaufen eines zweiten Messablaufs, wobei der zweite Messablauf die folgenden Schritte umfasst: ◯ Emittieren eines zweiten Stimulationssignals (S2) durch die Lichtquelle (21) auf die sensitive Schicht (22) für eine zweite Zeitspanne (T2), wobei das zweite Stimulationssignal (S2) vom ersten Stimulationssignal (S1) verschieden ist, o Detektieren eines von der sensitiven Schicht (22) emittierten zweiten Detektionssignals (D2) durch den Detektor (23), ◯ Ermitteln einer Abklingzeit (T3) des zweiten Detektionssignals (D2), ◯ Errechnen eines zweiten Messwerts basierend auf der Abklingzeit, - Vergleichen des durch den ersten Messablauf ermittelten ersten Messwerts mit dem durch den zweiten Messablauf ermittelten zweiten Messwert, - Korrigieren des ersten Messwerts, falls eine Differenz zwischen dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert größer als ein erster Grenzwert ist.
Messverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Korrektur des ersten Messwerts das Errechnen des korrigierten ersten Messwerts basierend auf einer korrigierten Phasenverschiebung umfasst, wobei die korrigierte Phasenverschiebung einer Phasenverschiebung, welche verglichen zur gemessenen Phasenverschiebung (phi) um 360° verschoben ist, entspricht.
Messverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Messablauf und der zweite Messablauf mehrmals durchlaufen werden, wobei der zweite Messablauf häufiger als der erste Messablauf durchlaufen wird, wenn der erste Messwert und/oder der zweite Messwert einen zweiten Grenzwert übersteigen.
Messverfahren gemäß Anspruch 3, wobei der zweite Grenzwert ein vorbestimmter Sauerstoffbezogener-Grenzwert ist, beispielsweise ein Partialdruckwert, vorzugsweise ein Partialdruckwert von 500 hPa.
Messverfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Vorrichtung (1) einen Temperatursensor (24) umfasst, welcher mit der Recheneinheit (3) verbunden ist, wobei das Verfahren einen Schritt des Ermittelns einer Temperatur des Messmediums umfasst, wobei der zweite Grenzwert ein vorbestimmter Temperatur-Wert ist, vorzugsweise beträgt der Temperatur-Wert 50°C.
Messverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Messablauf und der zweite Messablauf mehrmals durchlaufen werden, wobei der erste Messablauf häufiger als der zweite Messablauf durchlaufen wird, wenn der erste Messwert und/oder der zweite Messwert einen dritten Grenzwert unterschreiten.
Messverfahren gemäß Anspruch 6, wobei der dritte Grenzwert ein vorbestimmter Sauerstoffbezogener-Grenzwert ist, beispielsweise ein Partialdruckwert, vorzugsweise ein Partialdruckwert von 100 hPa.
Messverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Messablauf vor dem Schritt des Ermittelns einer Phasenverschiebung ein Schritt des Filterns des ersten Detektionssignals (D1) umfasst, wobei das Filtern eine Lock-in-Filterung umfasst.
Vorrichtung (1) zum Messen von gelöstem Sauerstoff mit einem optischen Sensor (2) und einer Recheneinheit (3), wobei die Recheneinheit (3) mit dem optischen Sensor (2) verbunden ist, wobei der optische Sensor (2) eine Lichtquelle (21), eine sensitive Schicht (22) und einen Detektor (23) aufweist, wobei die Vorrichtung (1) dazu geeignet ist, das Messverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 9, wobei der optische Sensor (2) einen Temperatursensor (24) aufweist und mit der Recheneinheit (3) verbunden ist, wobei der Temperatursensor (24) dazu geeignet ist, eine Temperatur des Messmediums zu ermitteln.